Snelwegen die maar een paar keer per eeuw dicht moeten voor onderhoud. Wellicht behoort dat binnen afzienbare tijd tot de mogelijkheden . met dank aan een nieuwe, Delftse methode om asfalt ‘op maat’ te ontwerpen.
Al op haar tweede dag bij de asfaltgroep van dr.ir. Tom Scarpas (sectie constructiemechanica, Civiele Techniek en Geowetenschappen) werd promovendus ir. Niki Kringos hardhandig met haar onderzoek geconfronteerd. Ze reed op de snelweg, toen opeens haar voorruit barstte. “Een steentje dat was losgekomen uit de asfaltmix”, zegt Kringos. “Tja, toen realiseerde ik me wel dat dit een probleem is.”
Asfalt vergaat, zelfs als er geen auto’s overheen rijden. Water is een van de grote boosdoeners. Watermoleculen wriemelen zich tussen de asfaltmoleculen. Regenwater pulkt het bitumen los en spoelt het weg. En dan komt het wegverkeer: autowielen drukken kleine waterplasjes aan, waardoor de waterdruk plaatselijk omhoog schiet en het asfalt optaters krijgt.
Het gevolg: sleetse plekken, losse steentjes, afbrokkelende randen en, uiteindelijk, putten en gaten in het wegdek. Tot overmaat van ramp is de situatie in Nederland met zijn geluidsarme ‘zeer open asfaltbeton’ (zoab) extra erg. Zoab laat veel water door en daardoor slaat ook de vochtslijtage harder toe.
Tijd voor een frisse, nieuwe kijk, vinden Kringos en Scarpas. Waar een ander misschien driftig op zoek zou gaan naar een nieuwe, waterbestendige asfaltmix, lijkt het de Delftenaren beter om het verval van het asfalt eerst eens rustig te modelleren in de computer. “Zie het als een investering in de toekomst”, zegt Scarpas. “Als je het materiaal eenmaal begrijpt, kun je het ook verbeteren.”
In de asfaltwereld is dat een radicaal, nieuw idee. “De asfaltindustrie weet gewoon niet dat dit tot de mogelijkheden behoort. Ze hebben niet zo’n traditie om problemen van binnenuit te bekijken”, vertelt Kringos. Asfalt wordt in de regel op intuïtie bedacht: “Men hanteert wel vuistregels. Maar uiteindelijk is het: we maken een mix, en die testen we.”
Kringos wil toe naar een geheel nieuwe manier van werken. “Over een jaar of vijf hebben we misschien een databank: dit zijn de stenen die we ter beschikking hebben, dit zijn onze bitumen. En vervolgens ga je op de computer je asfaltmix ontwerpen.”
Voorlopig bestaat zo’n gegevensbank nog niet. En het wordt een monnikenwerk om er een te maken, want geen stuk snelweg is hetzelfde. Iedere asfaltmix heeft zijn eigen ingrediënten; Amerikaanse snelwegbouwers gebruiken uiteraard ander grind dan Nederlandse. Bovendien vergaat asfalt niet alleen door vocht, maar ook door zaken als temperatuurwisselingen en oxidatie.
Spel
Toch: je moet ergens beginnen. Kringos nam daarom een Amerikaanse asfaltsoort als ‘startpunt’ en begon het spel tussen asfalt en water te modelleren, met een variant van het in Delft ontwikkelde eindig-elementensysteem Capa-3D.
Vervolgens liet ze haar collega’s van de Amerikaanse Federal Highway Administriation (FHWA) een aantal cruciale variabelen in kaart brengen. De Amerikanen bepaalden met behulp van haar methoden onder meer hoeveel vocht het asfalt vasthoudt, hoe de bindingssterkte van de bitumen zich verhoudt tot de hoeveelheid vocht, en hoeveel bitumen er loskomen als er water door het asfalt stroomt.
Een nieuwe asfaltsoort leverde dat niet direct op. Belangstelling wél: niet voor niets won Kringos onlangs een prijs van haar beroepsvereniging, de Association of Asphalt Paving Technologists (AAPT). “We hebben een raamwerk opgezet. Daarmee kunnen we straks uitspraken doen als: ‘deze mix houdt het slechts vijf jaar vol’, of: ‘deze bitumen en deze stenen vormen een goede combinatie’.”
Inmiddels is Kringos in samenwerking met de dienst Weg- en Waterbouwkunde van Rijkswaterstaat en het bedrijf Ooms Nederland bezig haar asfaltontwerpmethode ook geschikt te maken voor gebruik in Nederland. Het gemiddelde lapje zoab moet momenteel eens in de zes tot negen jaar worden opgeknapt. “Misschien wordt dat op een dag twintig tot vijftig jaar”, vermoedt Kringos.
Asfalt vergaat, zelfs als er geen auto’s overheen rijden. (Foto: ANP/Herbert Wiggerman)
Al op haar tweede dag bij de asfaltgroep van dr.ir. Tom Scarpas (sectie constructiemechanica, Civiele Techniek en Geowetenschappen) werd promovendus ir. Niki Kringos hardhandig met haar onderzoek geconfronteerd. Ze reed op de snelweg, toen opeens haar voorruit barstte. “Een steentje dat was losgekomen uit de asfaltmix”, zegt Kringos. “Tja, toen realiseerde ik me wel dat dit een probleem is.”
Asfalt vergaat, zelfs als er geen auto’s overheen rijden. Water is een van de grote boosdoeners. Watermoleculen wriemelen zich tussen de asfaltmoleculen. Regenwater pulkt het bitumen los en spoelt het weg. En dan komt het wegverkeer: autowielen drukken kleine waterplasjes aan, waardoor de waterdruk plaatselijk omhoog schiet en het asfalt optaters krijgt.
Het gevolg: sleetse plekken, losse steentjes, afbrokkelende randen en, uiteindelijk, putten en gaten in het wegdek. Tot overmaat van ramp is de situatie in Nederland met zijn geluidsarme ‘zeer open asfaltbeton’ (zoab) extra erg. Zoab laat veel water door en daardoor slaat ook de vochtslijtage harder toe.
Tijd voor een frisse, nieuwe kijk, vinden Kringos en Scarpas. Waar een ander misschien driftig op zoek zou gaan naar een nieuwe, waterbestendige asfaltmix, lijkt het de Delftenaren beter om het verval van het asfalt eerst eens rustig te modelleren in de computer. “Zie het als een investering in de toekomst”, zegt Scarpas. “Als je het materiaal eenmaal begrijpt, kun je het ook verbeteren.”
In de asfaltwereld is dat een radicaal, nieuw idee. “De asfaltindustrie weet gewoon niet dat dit tot de mogelijkheden behoort. Ze hebben niet zo’n traditie om problemen van binnenuit te bekijken”, vertelt Kringos. Asfalt wordt in de regel op intuïtie bedacht: “Men hanteert wel vuistregels. Maar uiteindelijk is het: we maken een mix, en die testen we.”
Kringos wil toe naar een geheel nieuwe manier van werken. “Over een jaar of vijf hebben we misschien een databank: dit zijn de stenen die we ter beschikking hebben, dit zijn onze bitumen. En vervolgens ga je op de computer je asfaltmix ontwerpen.”
Voorlopig bestaat zo’n gegevensbank nog niet. En het wordt een monnikenwerk om er een te maken, want geen stuk snelweg is hetzelfde. Iedere asfaltmix heeft zijn eigen ingrediënten; Amerikaanse snelwegbouwers gebruiken uiteraard ander grind dan Nederlandse. Bovendien vergaat asfalt niet alleen door vocht, maar ook door zaken als temperatuurwisselingen en oxidatie.
Spel
Toch: je moet ergens beginnen. Kringos nam daarom een Amerikaanse asfaltsoort als ‘startpunt’ en begon het spel tussen asfalt en water te modelleren, met een variant van het in Delft ontwikkelde eindig-elementensysteem Capa-3D.
Vervolgens liet ze haar collega’s van de Amerikaanse Federal Highway Administriation (FHWA) een aantal cruciale variabelen in kaart brengen. De Amerikanen bepaalden met behulp van haar methoden onder meer hoeveel vocht het asfalt vasthoudt, hoe de bindingssterkte van de bitumen zich verhoudt tot de hoeveelheid vocht, en hoeveel bitumen er loskomen als er water door het asfalt stroomt.
Een nieuwe asfaltsoort leverde dat niet direct op. Belangstelling wél: niet voor niets won Kringos onlangs een prijs van haar beroepsvereniging, de Association of Asphalt Paving Technologists (AAPT). “We hebben een raamwerk opgezet. Daarmee kunnen we straks uitspraken doen als: ‘deze mix houdt het slechts vijf jaar vol’, of: ‘deze bitumen en deze stenen vormen een goede combinatie’.”
Inmiddels is Kringos in samenwerking met de dienst Weg- en Waterbouwkunde van Rijkswaterstaat en het bedrijf Ooms Nederland bezig haar asfaltontwerpmethode ook geschikt te maken voor gebruik in Nederland. Het gemiddelde lapje zoab moet momenteel eens in de zes tot negen jaar worden opgeknapt. “Misschien wordt dat op een dag twintig tot vijftig jaar”, vermoedt Kringos.
Asfalt vergaat, zelfs als er geen auto’s overheen rijden. (Foto: ANP/Herbert Wiggerman)
Comments are closed.